Nghiên cứu cải tiến phương pháp điều chỉnh mức sáng dựa trên cắt mức năng lượng biên sau lên đối tượng đèn huỳnh quang và đèn compact

Nghiên cứu này đã chỉ ra giải pháp triệt tiêu xung ngược trong các giải pháp cắt mức biên sau bằng cách sử dụng mô hình biến đổi RLC từ nối tiếp sang song song, đồng thời đề xuất sử dụng phương pháp điều chế độ rộng xung nhằm mở rộng dải điều chỉnh đối với các mạch điều chỉnh mức sáng, cho phép điều chỉnh năng lượng ánh sáng của đèn huỳnh quang sử dụng chấn lưu sắt từ từ mức 0 trở đi chứ không chỉ từ 30% năng lượng như các phương pháp cũ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu cải tiến phương pháp điều chỉnh mức sáng dựa trên cắt mức năng lượng biên sau lên đối tượng đèn huỳnh quang và đèn compact TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH MỨC SÁNG DỰA TRÊN CẮT MỨC NĂNG LƯỢNG BIÊN SAU LÊN ĐỐI TƯỢNG ĐÈN HUỲNH QUANG VÀ ĐÈN COMPACT IMPROVE THE POWER ADJUSTMENT METHOD BASED ON TRAILING EDGE DIMMING FOR FLUORESCENT LAMPS Nguyễn Phan Kiên1*, Nguyễn Mạnh Cường2, Hoàng Anh Dũng3, Vũ Duy Thuận4 1 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 2Học viện Kỹ thuật quân sự, 3Trường Đại học Mở Hà Nội 4 Trường Đại học Điện lực Ngày nhận bài: 04/02/2020, Ngày chấp nhận đăng: 24/04/2020, Phản biện: TS. Trần Văn Thịnh Tóm tắt: Phương pháp điều chỉnh cường độ sáng dựa trên cắt mức năng lượng biên (cạnh) trước đã phổ biến trên thị trường từ lâu nhưng lại gặp một số nhược điểm như gây ra nhiễu điện từ, và giảm tuổi thọ của đèn sợi đốt hoặc đèn compact. Các nhược điểm này có thế khắc phục nhờ phương pháp điều chỉnh mức sáng dựa trên cắt mức năng lượng biên sau và nó hoàn toàn phù hợp với các đối tượng là đèn sợi đốt nhưng không hiệu quả với đèn compact và không sử dụng được với đối tượng là đèn huỳnh quang chấn lưu sắt từ. Nghiên cứu này đã chỉ ra giải pháp triệt tiêu xung ngược trong các giải pháp cắt mức biên sau bằng cách sử dụng mô hình biến đổi RLC từ nối tiếp sang song song, đồng thời đề xuất sử dụng phương pháp điều chế độ rộng xung nhằm mở rộng dải điều chỉnh đối với các mạch điều chỉnh mức sáng, cho phép điều chỉnh năng lượng ảnh sáng của đèn huỳnh quang sử dụng chấn lưu sắt từ từ mức 0 trở đi chứ không chỉ từ 30% năng lượng như các phương pháp cũ. Từ khóa: Điều chỉnh mức sáng, cắt biên sau, cắt biên trước, đèn huỳnh quang, đèn compact, TRIAC, IGBT. Abstract: The power adjustment method based on leading edge dimming has been popular in the market for a long time but has some disadvantages such as causing electromagnetic interference, and reducing the life of incandescent or compact lamps. However, these disadvantages can be overcome by power adjustment method based on trailing edge dimming which is completely suitable to incandescent lamps but ineffective for compact lamps and inapplicable to ballast fluorescent lamps. This research shows a new reverse pulse suppression method in trailing edge dimming by using the reform RLC model from serial to parallel, and proposes the use of pulse width modulation method to open a wide range of adjustment for brightness of ballast fluorescent lamps from 0% onwards in comparision with 30% of the energy as the old methods. Keywords: Power dimming, trailing edge, leading edge, fluorescent lamps, compact lamps, TRIAC, IGBT. Số 22 37 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) 1. GIỚI THIỆU chiều. Trong mỗi nửa chu kì, điện áp xoay Mạch điều chỉnh mức sáng có mục đích chiều bắt đầu từ 0 rồi tăng vọt lên một giá cuối cùng là điều khiển công suất cho tải trị nhất định trong vòng cỡ 1µs, đồng thời tiêu thụ điện và phương pháp phổ biến với bóng compact sẽ luôn có một tụ điện điều chỉnh mức sáng của đèn trong chiếu được nạp với dòng điện có cường độ tăng sáng dân dụng hiện nay là dựa trên cắt rất nhanh trong mỗi nửa chu kỳ. Hai hiện mức năng lượng biên trước [1]. Phương tượng này sẽ làm giảm tuổi thọ của bóng pháp này sử dụng khóa bán dẫn điều nhanh chóng [2]. khiển là TRIAC (TRIode for Alternating Sự tăng vọt của dòng điện trong mỗi lần Current) chỉ cho dòng chạy qua tại một đóng ngắt của TRIAC cũng gây ra nhiễu thời điểm nhất định sau điểm 0 của tín điện từ, và nhiễu này tăng lên đáng kể hiệu sin và chỉ đóng khi dòng điện đảo theo chiều dài dây nối từ tải tới mạch này. Hình 1. Cắt mức năng lượng biên trước và biên sau Phương pháp điều chỉnh mức sáng dựa trên cắt mức năng lượng biên sau trong nghiên cứu cũ [2] đã khắc phục được một số vấn đề đã nêu trên, ví dụ như phương pháp này đã thay thế khóa điều khiển sử dụng TRIAC bằng IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) từ đó cho phép điện áp trên đèn tăng từ từ theo sườn hình sin. Hình 2. Cắt mức năng lượng biên sau trên đèn sợi đốt, trên đèn compact và đèn huỳnh quang sử dụng chấn lưu cuộn dây 38 Số 22 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) Phương pháp này còn được gọi là khởi khiển Atmega 16 dựa trên tín hiệu bắt động mềm, và có thể điều khiển thời gian điểm 0 của dòng điện. Thời gian cho dòng đóng mở của IGBT một cách dễ dàng, chạy qua IGBT trong mỗi nửa chu kỳ chính điều này làm giảm tối đa nhiễu điện được dễ dàng điều chỉnh bằng biến trở, do từ sinh ra do quá trình đóng ngắt trong đó tác dụng điều khiển công suất cũng mỗi nửa chu kỳ. Nhưng phương pháp này giống như phương pháp cắt biên trước. vẫn chưa áp dụng được đối với đèn huỳnh Sơ đồ khối của thiết kế được chỉ ra trong quang sử dụng chấn lưu sắt từ [2]. Nghiên hình 3. Trong đó, nguồn cung cấp 220 V, cứu này sẽ tập trung vào cải tiến ...